【大学物理】第五讲 干涉条纹的可见度 光场的时间相干性和空间相干性
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§3--3时间相干性和空间相干性Temporal Coherence and Spatial Coherence )一)问题的提出:S 2d 1r 2r 1)单色光入射时,只能在中央条纹附近看到有限的为数不多的几条干涉条纹。
2)单缝或双缝宽度增大时,干涉条纹变得模糊起来。
S 1DX O为什么?二)时间相干性XO S 1S 2d D指由原子一次发光所持续的时间来确定的光的相干性问题--原子发光时间越长,观察到清楚的干涉条纹就越多,时间相干性就越好。
1r 2r 1)两波列的光程差为零()21r r =可产生相干叠加。
X OS 1S 2d D1r 2r )(12L r r <−能参与产生相干叠加的波列长度减小干涉条纹变模糊了!P若是明纹,则明纹不亮;若是暗纹;暗纹不暗原因:XOS 1S 2dD1r 2r )(12L r r ≥−波列不能在P 点叠加产生干涉。
干涉条纹消失了!原因:P此乃高干涉级条纹看不清或消失的原因之一L<δ结论:产生光的干涉还须加一附加条件:tc L Δ=L<δ结论:产生光的干涉还须加一附加条件:tc L Δ=E 2E 1E 3tc L Δ=1)波列长度L 又称相干长度。
L 越长,光波的相干叠加长度越长,干涉条纹越清晰,相干性也越好。
注意:2)原子一次发光的时间Δt 称为相干时间。
Δt 越大,相干长度越长,相干性越好,因此用这种原子一次持续发光的时间来描述这种相干性故称为时间相干性。
三)空间相干性S 1S 2d DXOIb光源总是有一定的线度的,当光源线度不大时:从S 和S’发出的光产生的干涉条纹叠加后,仍能分辩清楚明暗条纹。
SS’S 1S 2d DXOIb当光源线度b 较大时:从S 和S’发出的光产生的干涉条纹叠加后,干涉条纹对比度降低,明暗条纹变得模糊。
SS’S 1S 2d DXOI b当光源线度b 增大到某一限度时:干涉条纹消失,S 和S’发出的光的光程差之差差λ/2SS’可见:为了产生清晰的干涉条纹,光源的线度受到一定限度。
§3--3时间相干性和空间相干性Temporal Coherence and Spatial Coherence )一)问题的提出:S 2d 1r 2r 1)单色光入射时,只能在中央条纹附近看到有限的为数不多的几条干涉条纹。
2)单缝或双缝宽度增大时,干涉条纹变得模糊起来。
S 1DX O为什么?二)时间相干性XO S 1S 2d D指由原子一次发光所持续的时间来确定的光的相干性问题--原子发光时间越长,观察到清楚的干涉条纹就越多,时间相干性就越好。
1r 2r 1)两波列的光程差为零()21r r =可产生相干叠加。
X OS 1S 2d D1r 2r )(12L r r <−能参与产生相干叠加的波列长度减小干涉条纹变模糊了!P若是明纹,则明纹不亮;若是暗纹;暗纹不暗原因:XOS 1S 2dD1r 2r )(12L r r ≥−波列不能在P 点叠加产生干涉。
干涉条纹消失了!原因:P此乃高干涉级条纹看不清或消失的原因之一L<δ结论:产生光的干涉还须加一附加条件:tc L Δ=L<δ结论:产生光的干涉还须加一附加条件:tc L Δ=E 2E 1E 3tc L Δ=1)波列长度L 又称相干长度。
L 越长,光波的相干叠加长度越长,干涉条纹越清晰,相干性也越好。
注意:2)原子一次发光的时间Δt 称为相干时间。
Δt 越大,相干长度越长,相干性越好,因此用这种原子一次持续发光的时间来描述这种相干性故称为时间相干性。
三)空间相干性S 1S 2d DXOIb光源总是有一定的线度的,当光源线度不大时:从S 和S’发出的光产生的干涉条纹叠加后,仍能分辩清楚明暗条纹。
SS’S 1S 2d DXOIb当光源线度b 较大时:从S 和S’发出的光产生的干涉条纹叠加后,干涉条纹对比度降低,明暗条纹变得模糊。
SS’S 1S 2d DXOI b当光源线度b 增大到某一限度时:干涉条纹消失,S 和S’发出的光的光程差之差差λ/2SS’可见:为了产生清晰的干涉条纹,光源的线度受到一定限度。